BRANDON Quentin TS9
Projet personnel d’informatique :
Le NURBS modeling sous
Rhinoceros 3D
Introduction :
Durant les dernières années, on a observé en parallèle à l’informatique générale un considérable essor de l’usage de l’imagerie de synthèse. En effet, les domaines lui faisant appel sont à présent multiples : création d’environnements virtuels, pré visualisation de prototypes, animation et trucages vidéo… Des jeux au cinéma, les images de synthèse ont trouvé d’innombrables applications.
Parmi les étapes de leur création, la première est celle de la modélisation en 3D. De tous les logiciels existants, j’ai choisi Rhinocéros 3D pour ses grandes performances et son utilisation très intuitive. Il se limite cependant à la création d’objets en 3 dimensions, l’application de textures et l’animation étant réservées à d’autres logiciels plus lourds (ex : 3D studio Max, Soft Image, Maya… Leur moteur 3d est plus complet : gestion de nombreux effets et plus grandes performances dans le T&L mais ils nécessitent de lourdes configuration).
Mon projet s’attachera donc à définir les éléments de base de la création d’objets en 3 dimensions, et à présenter Rhinocéros 3D à travers un tutoriel basique accompagné d’exemples d’applications et de réalisations personnelles ; et cela à travers un site diffusé sur Internet et donc programmé sous forme d’un document html.
Objectifs
:L’architecture du site s’articulera autour des thèmes suivants :
J’utiliserai comme principal outil de programmation html le bloc note (Notepad.exe) en m’attachant à ce que l’accès au site ne pose pas de problème d’incompatibilité avec les principaux navigateurs.
Enfin, j’utiliserai une version d’évaluation de Rhinocéros 3D pour mener mon projet à terme.
Présentation :
Qu'est-ce qu'un NURBS modeler ?
NURBS est l'abréviation de Non-Uniform Rational B-Splines.
Les B-Splines sont en fait des Courbes de Bézier (utilisées par Renault pour dessiner les carrosseries de ses voitures) qui sont définies par groupes de 4 points. On obtient ainsi des courbes définies mathématiquement (par leurs propriétés vectorielles) en 3 dimensions, donnant des représentations d'objets, de surfaces et de volumes dans un environnement tridimensionnel.
Concrètement, les NURBS offrent l'avantage d'être d'une courbure parfaite, je m'explique : avec des surfaces définies par des assemblages de polygones (Meshes), un agrandissement fait apparaître les polygones qui composent l'objet d'où un aspect esthétiquement dégradé.
Des NURBS étant des courbes mathématiques, on peut les agrandir à l'infini sans voir apparaître de polygone.
Un rendu de l'image nécessitant le calcul des surfaces, le moteur 3D calcule au dernier moment les polygones de la surface ou du volume à partir des NURBS et en fonction de l'agrandissement souhaité. Ainsi, pour une vue de loin, l'ordinateur ne calculera que peu de polygones puisque la résolution de l'image finale ne les fera pas apparaitre fidèlement, et pour un point de vue rapproché, le nombre de polygones sera augmenté en conséquence afin d'obtenir des contours parfaitement courbes.
Les courbes que l'on crée sont en fait des "Piece-Wise Polynomial Curves" qui correspondent à l'assemblage de plusieurs NURBS.
Pour ce qui est de l'aspect mathématique, la nécessité de 4 points pour définir une NURBS se justifie par le fait que si l'on note les 4 points de P1 à P4, la tangente à la courbe au point P1 a pour vecteur directeur P1 P2 et la tangente à la courbe au point P4 a pour vecteur directeur P4 P3.
La courbe passe donc par P1 et P4 et est comprise à l'intérieur du polygone convexe formé par les 4 points.
Rhinoceros 3D un outil puissant
Rhinoceros 3D permet grâce à ces courbes de créer des formes d'un aspect parfaitement naturel. Sa boîte à outils très complète offre une grande maîtrise tout en gardant une utilisation très intuitive.
Ce logiciel est donc destiné à la fois aux débutants en restant suffisamment puissant pour contenter les initiés.
Historique
:Pour créer ce site, j’ai d’abord réalisé quelques objets sous Rhinoceros 3D pour pouvoir agrémenter les pages d’un minimum de graphismes dans un but esthétique et pour pouvoir proposer mes propres réalisations en téléchargement dans la rubrique dédiée.
Ayant défini les objectif de mon site, j’en ai préparé la structure selon différents dossiers (un par rubrique). Les pages sont entièrement programmées en html sous bloc-notes,
les images étant ajoutées au fur et à mesure de l’avancée de chaque rubrique.
Le développement s’est organisé chronologiquement dans l’ordre suivant :
Description des étapes
:La page d’entrée : La nécessité d’une page précédant l’entrée dans le site lui-même s’est imposée à moi du fait que je désirais offrir un grand affichage du fait de l’utilisation de nombreux graphismes. La solution la plus simple était donc la création d’une page d’entrée qui, par un javascript, permettait d’ouvrir une fenêtre dépourvue de toute barre de tache inutile et exploitant ainsi la totalité de l’espace que lui offre l’écran (on peut de cette manière afficher correctement le site sur la plupart des ordinateurs à partir d’une résolution de 800 points par 600 points). Comme pour toute bonne page d’entrée, celle-ci devait offrir un accueil prometteur, c’est pourquoi j’ai sélectionné quelques unes de mes réalisations afin de créer un logo d’accueil en rapport avec le site. Remarque : Internet Explorer © offre la possibilité d’intégrer le javascript d’ouverture de fenêtre aux caractéristiques de l’image, contrairement à Netscape © ; c’est pourquoi on peut entrer dans le site en cliquant sur l’image avec IE tandis qu’il est nécessaire de cliquer sur le bouton d’entrée prévu à cet effet pour entrer avec Netscape ©.
La page principale : Ce site devait être simple et fonctionnel, c’est pourquoi sa structure est composée d’un menu (fixe et constant) et d’une page affichant les informations demandées (variable). Le choix des cadres s’est donc imposé de lui-même. Par un effet de dégradé, la page principale semble être le prolongement du menu. Ce dernier intègre par ailleurs un bouton quitter accessible à tout moment pour ne pas frustrer l’utilisateur.
Les boutons du menu : Pour améliorer l’esthétique, j’ai crée une série de boutons grâce à Rhinoceros 3D, afin d’obtenir un effet de relief. Les fonction " onmouseout " et " onmouseover " m’ont permit de les animer en fonction du passage du curseur.
La présentation : Afin de décrire les bases du fonctionnement de Rhinoceros 3D, j’ai tiré des informations de divers sites dont le site officiel du programme. J’ai ainsi pu déterminer le principe de gestion des courbes de Bézier expliqué sur un site avec définitions mathématiques et description des propriétés vectorielles.
Les incompatibilités avec Netscape © : Netscape © étant beaucoup plus pointilleux sur la qualité de la programmation au format html, j’ai eu quelques problèmes d’incompatibilité concernant principalement les boutons soit de formulaire, soit du menu.
J’ai donc du remanier les pages présentant ce type de problème : la page d’entrée et le menu.
La page d’exemples personnels : Afin d’offrir quelques exemples de réalisations à proposer aux éventuels visiteurs néophytes, j’ai tiré de mes réalisations plusieurs objets simples. La plupart ont été rendus sous Rhinoceros 3D et en cliquant sur l’image représentative, il est possible de télécharger l’objet au format 3dm (format Rhinoceros 3D).
Le tutoriel : Etant entièrement autodidacte, j’ai tenu à présenté les outils fondamentaux de Rhinoceros 3D, cela surtout dans le but de montrer le comportement de Rhinoceros 3D et pour proposer quelques idées de méthodes utilisables dans la plupart des cas.
Conclusion
:Ce projet m’a donné une nouvelle occasion de créer un site en même temps qu’il m’a permit de connaître ce programme que j’utilise depuis peu de temps sous un autre aspect, ne serait ce que par son aspect vectoriel qui m’a permis de comprendre le fonctionnement des NURBS. Ce site a donc eu pour moi un double intérêt en plus de partager une de mes passions, en le diffusant sur Internet, le rendant accessible à toute personne connectée.